摘要：本文介绍了青海桥头铝电股份有限公司1、2号机组静电除尘器进行电袋复合式除尘器及其附属设备改造的背景、方案、改造后的效果等。
关键词：电袋复合式除尘器 改造 输灰系统 除尘效率 排放浓度 达标排放
1前言
老旧电厂的静电除尘器受设计起点低、设备老化及煤炭市场变化煤种频变等因素影响，现已难以满足国家现行火电厂污染物排放标准。
青海桥头铝电股份有限公司所属1、2号125MW机组于1996年投产，锅炉型号为SG-420/13.7-M420，每台锅炉配套2台兰州电力修造厂设计生产的静电除尘器，采用四电场卧式布置，单台最大处理烟气量573488m3/h，比集尘面积为84.85m2/m3/s当烟气温度为140℃，电除尘入口浓度＜10g/m3时，电除尘保证效率≥99.49%，出口烟尘浓度≤200mg/Nm3，满足当年《GB13223-1991火电厂大气污染物排放标准》 的相关要求。随着机组运行、设备老化，加之煤炭市场的供需结构变化2013年8月除尘器性能检测时除尘器平均入口浓度16.61g/m3，出口排放浓度为675 mg/Nm3对应除尘效率为98.01%。远远大于《GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准》30 mg/Nm3的新标准，同时大量的烟尘进入脱硫吸收塔，导致GGH、除雾器堵塞严重、增压风机叶片磨损加剧，浆液因粉尘污染而品质下降，严重影响了下游脱硫装置的正常运行。为遵从国家环境管理的要求，进一步减少烟尘排放总量，坚持科学发展观，实现可持续发展战略，更好地为西宁市环境保护和生态城市建设贡献力量，公司决定对#1、2炉电除尘器进行技术改造。
2改造的基本方案
改造采用整体式电袋结构，在原除尘器范围内进行改造，不增加纵向、横向柱距；保留原电除尘器的壳体、顶梁、钢支架、灰斗、进口喇叭，利旧改造出口喇叭；恢复性检修电除尘器原一、二电场阳极系统、阴极框架、振打锤系及气流均布板，更换振打轴系及阴极线。拆除第三、四电场阴阳极系统及高低压设备，并在其空间布置布袋，作为布袋除尘区；净气室采用高净气室结构；袋区设置全封闭隔板，形成相互独立的8个小室；设置预涂灰系统，旁路系统；新增部件加装楼梯、平台、护栏；拆除三、四电场输灰系统，新设的正压浓相干输灰系统及袋区反喷吹系统；采用PLC+上位机控制模式；并对除尘器壳体及预热器出口至引风机进口法兰烟道（含膨胀节）进行漏风整治。
3除尘器改造主要技术要求：
1)除尘器出口烟尘排放浓度按＜20mg/m3设计，排放浓度折算方法按照GB 13223-2011中的计算方法进行；
2)除尘器本体漏风率≤2%，本次改造工作范围内烟道漏风率≤3%；
3)在BMCR工况下，除尘器本体平均运行阻力在一年内不大于900Pa，滤袋寿命期内不大于1200Pa；
4具体改造内容：
1)电区改造内容
a)阴极线的更新
原1、2号炉电除尘器一电场阴极线型式为锯齿线由于长期磨损，齿尖钝化，已不能实现尖端放电，影响粉尘荷电性能，改造中将一电场阴极线全部更换为增强型整体V25新线。而二电场粉尘浓度相对一电场有所降低，原二电场阴极线型式为鱼骨线与C480阳极板配合，极配型式合理，因此，二电场极线型式保持不变，拆除旧线更换新的鱼骨线，实现“前强后弱”的放电除尘原理。
b)振打系统改造内容
由于设备磨损，原振打系统振打力不够，阳极板及阴极线积灰严重。更换一、二电场阴、阳极振打轴、振打锤、振打轴承以及振打承击砧等。
c)阳极板校正
对一、二电场极间距进行调准校核，对变形极板在电场内进行火焰校正，避免吊装变形，以保证极板平整度满足要求。
d)气流均布板改造
对电除尘进口烟道烟气分配均匀性及整个电袋除尘器内部的气流均布做数模试验，根据实验结果调整气流均布板的结构和分布形式。根据模拟结果拆除了烟气进口喇叭处第一层气流均布板。更换剩余均布板。
2)袋区改造内容
a)过滤风速的选择
综合考虑设备运行风量和风机流量、压力等裕量，确定单台锅炉设计风量为1200716m3/h，根据三、四电场的空间尺寸，在保证花板刚度和袋笼间距的前提下，尽可能增大收尘面积，最终确定滤袋数量为3588条，滤袋规格为φ160×8800mm，总过滤面积为15871m2，过滤风速1.26m/min。
b) 袋区气流均布
原除尘器为平进平出的气流方式，烟气进入电场区前先经过气流分布板的整流，使气流具有良好的均匀性，保证了前级电场的收尘效率。烟气从电场区出来后进入滤袋区，为合理控制各部分进风速度，气流均布在数模分析的基础上通过滤袋布置、滤袋长度选择、及提升阀板高度调整、阀板大小来控制各分室流量分配的均匀性。
c)花板及喷吹系统的改造
首选根据已确定的过滤风速、滤袋规格尺寸等参数合理选择花板的强度、孔距。而袋笼的制造精度要满足要求，防止滤袋底部干涉。其次，喷吹系统喷气量选择，需能使喷吹气流到达滤袋底部。最后通过调整喷吹孔大小、花板与喷吹管的喷吹距离等措施进行微调来保证清灰效果。
d)净气室
本次改造滤袋区花板顶部为大空间封闭式净气室结构，净气室高度3.9米，滤袋和袋笼的安装、拆卸、更换等工作均在净气室内部完成。同时净气室仅在顶部设置检修人孔门，减少开孔从而减低除尘器的漏风率。
e)测试系统
除尘器进口安装测温元件，并设有超温报警装置，当进口烟气温度超过设定的报警温度（接近滤袋最高使用温度）时，发送超温警报给上位机，可及时采取降温措施以避免损毁滤袋。在除尘器进出、口分别设置压力变送器可直接观测除尘设备阻力情况；各除尘室花板上下（即滤袋内外）安装差压变送器，监测各除尘室压差变化情况，可初步判断是否有漏袋现象。通过压差测试系统，还可以发送信号给电气控制柜，进行定阻模式下的清灰程序。
f)旁路系统
在锅炉点炉期间，一般都采用投油助燃，为了防止油烟污染滤袋，本次改造设计了旁路装置，让大部分烟气从旁路通过。另外，当系统出现高温烟气时，也可利用旁路将烟气从旁路排走，以保护滤袋。
g)预涂灰设计
在除尘器进口烟道处设置预涂灰管道，使用带有气泵输送动力的灰罐车将粉煤灰吹入烟道配合引风机调整风力在新滤袋上预涂一层灰膜减小滤料纤维空隙进一步提高滤尘效率。
h)滤袋选材
滤料的选择上需充分的考虑耐高温、耐酸碱、耐氧化、粉尘颗粒大小、气布比、粉尘磨损性、清灰方式、抗水解性、安装方式等因素，本项目选用PI+PTFE混纺滤料，能在180℃下长期运行，瞬时（半小时）承受高温220℃，具有良好的耐化学腐蚀性能和过滤性能，能有效保证除尘器出口烟尘排放浓度≤20 mg/m，滤袋保证使用寿命≥5年。
3)输灰系统改造
根据锅炉燃煤量及干燥基灰分含量最高值49%，计算出除尘器能捕集的最大灰量为35 t/h。第一电场收集总灰量70%，第二电场收集剩余量的70%，其余9%灰量由后面各袋室平均收集，即改造后袋区（原三、四电场）总灰量为3.2t/h，输灰系统设计时考虑输灰能力富裕系数1.2-1.5。袋区输送出力要求6t/h。
本次改造每个袋区有4个灰斗，每台炉三、四袋区共需新增8套输送仓泵，每4台输送仓泵串成一组输灰单元，每台炉两组输灰单元配置一跟输灰管道进入末端一座细灰库。输灰系统控制采用PLC自动控制，现场设就地操作电磁阀箱。
5电袋复合除尘器设计参数表
6静电除尘器改电袋复合式除尘器的效果
a）1、2号炉改造前烟气污染物排放检测结果
b）1、2号炉除尘器改造后性能试验结果
a)环保验收结果
工程完工后，青海省西宁市大通县环保局对本工程进行了环保验收，结果如下：
b)改造前后烟囱烟痕对比
试验结果表明1、2号炉通过电袋复合式除尘器的改造，降低烟尘排放浓度指标效果明显。
7静电除尘器改电袋复合式除尘器的注意事项
1)改造前应结合煤质特点对粉尘特性进行分析，粉尘的粒径分布、真实密度、粘附性、比电阻等均影响电区或袋区的正常工作。如粉尘的粘附性会影响布袋的清灰性能增加滤袋的初始阻力。
2)根据烟气性质如温度、压力、湿度、流速、含尘浓度等合理选择滤料，其中温度对滤料的影响最大，温度过高会加速滤袋的老化。
3)根据粉尘、烟气特性及清灰方式合理选择过滤风速，旧机组改造时需兼顾引风机压头裕量。过小的过滤风速不够经济，提高滤袋过滤风速又会增加阻力，同时高速烟气冲刷也会降低滤袋使用寿命。
4)除尘器内部件设计时注重电袋两区的气流分布，合理的电袋区结构可以提高电除尘除尘效率及降低袋区不均匀磨损。提高滤袋使用寿命。
5)注重电区恢复性大修，提高电区除尘效率可有效降低整个除尘器运行阻力，减少清灰频次延长布袋使用寿命。
6)设置有旁路系统的电袋复合除尘器，旁路门的密封性需保证，以防旁路泄漏影响除尘效果。
7)净气室的提升阀执行机构应设置防误闭锁装置，以防锅炉正常运行时误关造成锅炉灭火事故。
8)除尘器外壳及烟道的漏风整治也是本次改造的重点项目，过剩空气超标会增加进入除尘器内的烟气量影响除尘效果。也会影响最终的检测结果。
8结语
电袋复合式除尘器是将静电除尘器和布袋除尘器有机结合，充分发挥的两种除尘器的各自优势，不仅解决了旧电厂静电除尘器改造场地受限、费用高、布袋除尘器阻力大使用寿命短的问题，还显著降低除尘设备的电能消耗。是目前中小型燃煤电厂除尘设备升级提效的改造的有效途径。
参考文献：
【1】张晓超，陈隆枢。布袋除尘器节能增效清灰技术研究【J】.工业安全与环保，2010（06）
【2】杨军瑞，袋式除尘器和静电除尘器在电厂除尘系统中运用的性能对比分析【J】. 工业安全与环保，2010（02）
论文作者:代伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/2
标签：除尘器论文; 电场论文; 烟气论文; 滤袋论文; 系统论文; 旁路论文; 气流论文; 《电力设备》2017年第18期论文;